Frage: Wer kam auf die Idee des Teilchenmodells?

Tobias Triffterer Beantwortet am 12 Nov 2021:

Das Teilchenmodell ist über einen langen Zeitraum entstanden und viele Leute waren daran beteiligt.

Der Begriff „Atom” geht auf das altgriechische „ἄτομος”, lateinisch transkibiert „átomos” zurück, was „unteilbar“ bedeutet. Der Begriff wurde bereits von antiken Philosophen geprägt, die ihre Hypothesen aber damals noch nicht überprüfen konnten.

Mit der Entdeckung von Elektronen- und Röntgen-Strahlen konnte man dann zum ersten Mal die Struktur der Materie genauer untersuchen, nachdem das Verhältnis von Stoffmengen bei chemischen Reaktionen schon vorher Hinweise darauf gegeben hatte, dass die Materie aus gewissen Bausteinen zusammengesetzt ist.

Das Atom erwies sich dann später doch als teilbar. Durch das Rutherford-Experiment haben wir gelernt, dass fast die gesamte Masse in einem winzig kleinen Kern konzentriert ist und die Elektronen irgendwo in der Hülle „herumschwirren“.

Das Proton als Baustein des Atomkerns wurde 1815 zuerst vermutet und konnte 1929 experimentell nachgewiesen werden – wiederum von Rutherford. In den folgenden drei Jahren wurde dann das Neutron nachgewiesen.

Das Bild erschien damit erst mal vollständig (ein positives, ein neutrales, ein negatives Elementarteilchen). Später konnten dann weitere Teilchen nachgewiesen werden, wie das Myon 1940, worauf einer der beteiligten Wissenschaftler gesagt haben soll: „Wer hat das denn bestellt?”

Mit den ersten Teilchenbeschleunigern wurden dann viele neue Teilchen entdeckt, was den Begriff des „Teilchenzoos“ prägte. Schließlich kamen die Wissenschaftler darauf, dass Proton und Neutron keine Elementarteilchen sind, sondern noch eine Substruktur haben müssen – die Quarks.

Diese Idee hatten 1964 Murray Gell-Mann und George Zweig, aber auch andere Physiker sind auf ähnliche Ideen gekommen. In den folgenden Jahrzehnten kristallisierte sich dann das heraus, was wir heute als „Standardmodell der Teilchenphysik” bezeichnen. Sechs Quarks und sechs Leptonen bilden die Materie und fünf Bosonen übertragen die Wechselwirkungen. Der letzte Baustein des Modells – das Higgs-Boson – konnte 2012 am CERN experimentell nachgewiesen werden.

Insgesamt haben also wohl tausende Menschen daran mitgewirkt, unser heutiges Teilchenmodell aufzustellen.